vetpressАграрная наукаAgrarian science0869-81552686-701XРедакция журнала "Аграрная наука"10.32634/0869-8155-2021-348-4-91-96vetpress-1644Research ArticleОВОЩЕВОДСТВОVEGETABLE GROWINGУлучшение фитосанитарного состояния и продуктивности картофеля под действием перспективных штаммов бактерий рода BacillusImprovement of the phytosanitary condition and productivity of potatoes under the influence of promising strains of bacteria of the genus BacillusШелиховаЕ. В.ShelikhovaE. V.

  аспирант, младший научный сотрудник

ул. Добролюбова, 160, г. Новосибирск, 630039, Российская Федерация 

ул. Центральная, Президиум, р. п. Краснообск, Новосибирский район, Новосибирская область, 633501, Российская Федерация 

 graduate student, junior researcher 

Novosibirsk

Krasnoobsk, Novosibirsk region, Russia

shelikhova.ev@yandex.ruМасленниковаВ. С.MaslennikovaV. S.

 аспирант, младший научный сотрудник

 ул. Добролюбова, 160, г. Новосибирск, 630039, Российская Федерация 

ул. Центральная, Президиум, р. п. Краснообск, Новосибирский район, Новосибирская область, 633501, Российская Федерация 

 graduate student, junior researcher 

Novosibirsk

Krasnoobsk, Novosibirsk region, Russia

ЦветковаВ. П.TsvetkovaV. P.

 доцент, кандидат сельскохозяйственных наук

 ул. Добролюбова, 160, г. Новосибирск, 630039, Российская Федерация 

ул. Центральная, Президиум, р. п. Краснообск, Новосибирский район, Новосибирская область, 633501, Российская Федерация 

 Associate Professor, candidate of agricultural sciences 

Novosibirsk

Krasnoobsk, Novosibirsk region, Russia

vera.cvetkova.23.05@mail.ruКалмыковаГ. В.KalmykovaG. V.

 ведущий научный сотрудник, кандидат биологических наук

 ул. Добролюбова, 160, г. Новосибирск, 630039, Российская Федерация 

ул. Центральная, Президиум, р. п. Краснообск, Новосибирский район, Новосибирская область, 633501, Российская Федерация 

 leading researcher, candidate of biological sciences 

Novosibirsk

Krasnoobsk, Novosibirsk region, Russia

ДубовскийИ. М.DubovskyI. M.

  профессор, доктор биологических наук

ул. Добролюбова, 160, г. Новосибирск, 630039, Российская Федерация 

ул. Центральная, Президиум, р. п. Краснообск, Новосибирский район, Новосибирская область, 633501, Российская Федерация 

 professor, doctor of biological sciences 

Novosibirsk

Krasnoobsk, Novosibirsk region, Russia

Новосибирский государственный аграрный университет; СФНЦА РАНРоссияFederal State Budgetary Educational Institution of Higher Education “Novosibirsk State Agrarian University”; Siberian Federal Scientific Centre of AgroBioTechnologies of the Russian Academy of SciencesRussian Federation202119062021049196Copyright © Шелихова Е.В., Масленникова В.С., Цветкова В.П., Калмыкова Г.В., Дубовский И.М., 20212021Шелихова Е.В., Масленникова В.С., Цветкова В.П., Калмыкова Г.В., Дубовский И.М.Shelikhova E.V., Maslennikova V.S., Tsvetkova V.P., Kalmykova G.V., Dubovsky I.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vetpress.ru/jour/article/view/1644 Актуальность

 Актуальность. Для защиты картофеля от болезней в настоящее время применяют химические пестициды. Их главным преимуществом является эффективность, массовость и быстрота. Главный недостаток — опасное для  жизни человека и теплокровных животных токсичное  воздействие, а также гибель полезных насекомых (пчел,  шмелей), опыляющих растения. К тому же у большинства  вредоносных бактерий и грибов вырабатывается устойчивость к воздействию химикатов, что заставляет производителей создавать новые, все более токсичные препараты. Для решения этой задачи первостепенное значение имеет совершенствование технологии возделывания картофеля в сторону ее биологизации, то есть поиск биологических агентов, создание и применение на их основе биопрепаратов для защиты картофеля и получения экологически безопасной продукции.

Методы

Методы. Целью исследования являлась оценка  ростостимулирующего и антифунгального действия  бактерий рода Bacillus на картофеле сорта Тулеевский. Полевые опыты проводились период 2019–2020 гг. в  Новосибирской области, г. Новосибирск, УПХ «Сад Мичуринцев» Новосибирского ГАУ. Для улучшения  морфометрических показателей и снижения  распространенности ризоктониоза клубни картофеля обрабатывали штаммами бактерий рода Bacillus: B. thuringiensis ssp. morrisoni; B. thuringiensis ssp. dacota; B. subtilis; B. liheniformis. В качестве эталона применяли Фитоспорин-М, П (B. subtilis штамм 26 Д).

Результаты

Результаты. Лучшие результаты (в среднем за 2 года)  получены в варианте с применением штамма B. subtilis,  который обеспечил увеличение биомассы растений в 1,7 (2019 г.) и в 1,2 (2020 г.) раза и количество столонов на 43%  по сравнению с контрольным вариантом. Применение штамма B. thuringiensis spp. dacota в 2019 году обеспечило увеличение длина наземной части на 10%, в 1,2 раза —  количество стеблей и в 1,6 раза — столонов.  Распространенность возбудителя черной парши во все сроки учета снижалась в 1,7–3,7 раза относительно контроля  в варианте B. subtilis, а на 10-й неделе учета — в  3,5 (2019) и 2,6 (2020) раза относительно эталона.  Применение бактериальных штаммов позволило получить  более качественный и высокий урожай по сравнению с контрольным вариантом и эталоном. При использовании  штаммов B. thuringiensis ssp. morrisoni и B. thuringiensis ssp. dacota в 2019 году урожайность увеличилась в 1,4 и 1,5 раза,  соответственно, а в 2020 году штаммов B. subtilis и B. thuringiensis ssp. morrisoni — в 1,2 и 1,3 раза, соответственно.  

 Relevance

 Relevance. Chemical pesticides are currently used to protect potatoes from diseases. Their main advantage is efficiency, mass scale and speed. The main disadvantage is the dangerous to human life and warm-blooded animals toxic effect, as well as the death of beneficial insects (bees, bumblebees) pollinating plants. In addition, most harmful bacteria and fungi develop resistance to chemicals, forcing manufacturers to create new, increasingly toxic drugs. To solve this problem, it is of paramount importance to improve the technology of potato cultivation in the direction of its biologization, that is, the search for biological agents, the creation and use of biological agents on their basis for protecting potatoes and obtaining environmentally friendly products.

Methods

Methods. The aim of the study was to evaluate the growth-stimulating and antifungal action of bacteria of the genus Bacillus on potatoes of the Tuleyevsky variety. The results of field experiments are presented for the period 2019–2020. The experiments were conducted in the Novosibirsk region, g, Novosibirsk, UPH “Garden of Michurintsev” of the Novosibirsk State Agrarian University. To improve morphometric parameters and reduce the prevalence of rhizoctonia, potato tubers were treated with strains of thebacterium of the genus Bacillus: B. thuringiensis ssp. morrisoni; B. thuringiensis ssp. dacota; B. subtilis; B. liheniformis. Phytosporin-M, P (B. subtilis strain 26 D) was used as a reference.

Results

Results. The best results (on average for 2 years) were seen in the variant using the B. subtilis strain, which provided an increase in plant biomass by 1.7 (2019) and 1.2 (2020) times and the number of stolons by 43% compared to the control variant. The use of the strain B. thuringiensis spp. dacota in 2019 provided an increase in the length of the ground part by 10%, by 1.2 times-the number of stems and by 1.6 times — stolons. The prevalence of the causative agent of the black scab in all periods of accounting decreased by 1.7–3.7 times compared to the control in variant B. subtilis, and on the 10th week of accounting — in 3.5 (2019) — 2.6 (2020) times relative to the  standard. The use of bacterial strains allowed us to achieve a higher quality and higher yield compared to the control version and the standard. When using strains of B. thuringiensis ssp. morrisoni and B. thuringiensis ssp. dacota in 2019, the yield increased by 1.4 and 1.5 times, respectively, and in 2020, with the strains of B. subtilis and B. thuringiensis ssp. morrisoni — by 1.2 and 1.3 times respectively. 

картофельризоктониозфитосанитарное состояниефунгицидная и ростостимулирующая активностьбиологическая защитаpotatorhizoctoniaphytosanitary conditionfungicidal and growth-stimulating activitybiological protectionИсследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 20-316-90006.ReferencesПилипова Ю. В., Шалдяева Е. М. Мониторинг вредных организмов как основа фитосанитарной оптимизации агроэкосистем картофеля // Инновации и продовольственная безопасность. – 2019. – №. 1. – С. 42-50.Пилипова Ю. В., Шалдяева Е. М. Мониторинг вредных организмов как основа фитосанитарной оптимизации агроэкосистем картофеля // Инновации и продовольственная безопасность. – 2019. – №. 1. – С. 42-50.Новикова И.И. Полифункциональные биопрепараты для фитосанитарной оптимизации агроэкосистем в биологическом земледелии // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства, 2019. № 2(99). – С. 183-194.Новикова И.И. Полифункциональные биопрепараты для фитосанитарной оптимизации агроэкосистем в биологическом земледелии // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства, 2019. № 2(99). – С. 183-194.Tsvetkova, V. P., Shternshis M. V., Shatalova E. I., Bakhvalov S.A., Maslennikova V.S., Grishechkina V.S. Polyfunctional Properties of the Entomopathogenic Bacterium in Protecting Potato in Western Siberia //Biosciences Biotechnology Research Asia. – 2016, Vol. – 13(1). – Р. 9-15Tsvetkova, V. P., Shternshis M. V., Shatalova E. I., Bakhvalov S.A., Maslennikova V.S., Grishechkina V.S. Polyfunctional Properties of the Entomopathogenic Bacterium in Protecting Potato in Western Siberia //Biosciences Biotechnology Research Asia. – 2016, Vol. – 13(1). – Р. 9-15Цветкова В. П. Штерншис М. В., Бахвалов С. А. Влияние энтомопатогенной бактерии Bacillus thuringiensis на колорадского жука и ризоктониоз картофеля в условиях Новосибирской области // Аграрная наука – сельскохозяйственному производству Сибири, Монголии, Казахстана и Болгарии, Часть I, 2014. –– С. 146-147.Цветкова В. П. Штерншис М. В., Бахвалов С. А. Влияние энтомопатогенной бактерии Bacillus thuringiensis на колорадского жука и ризоктониоз картофеля в условиях Новосибирской области // Аграрная наука – сельскохозяйственному производству Сибири, Монголии, Казахстана и Болгарии, Часть I, 2014. –– С. 146-147.Alori E. T., Babalola O. O. Microbial inoculants for improving crop quality and human health in Africa // Frontiers in microbiology. – 2018. – V. 9. – P. 2213.Alori E. T., Babalola O. O. Microbial inoculants for improving crop quality and human health in Africa // Frontiers in microbiology. – 2018. – V. 9. – P. 2213.Khan N., Bano A. M. D., Babar A. Impacts of plant growth promoters and plant growth regulators on rainfed agriculture // PloS one. – 2020. – V. 15.– P. 32.Khan N., Bano A. M. D., Babar A. Impacts of plant growth promoters and plant growth regulators on rainfed agriculture // PloS one. – 2020. – V. 15.– P. 32.Феоктистова Н. В., Марданова А.М., Хадиева Г.Ф., Шарипова М.Р. Ризосферные бактерии //Ученые записки Казанского университета. Серия Естественные науки. – 2016. – Т. 158. – №. 2.Феоктистова Н. В., Марданова А.М., Хадиева Г.Ф., Шарипова М.Р. Ризосферные бактерии //Ученые записки Казанского университета. Серия Естественные науки. – 2016. – Т. 158. – №. 2.Штерншис М. В., Беляев А. А., Цветкова В. П., Шпатова Т. В., Леляк А. А., Бахвалов С. А. Биопрепараты на основе бактерий рода Bacillus для управления здоровьем растений / монография // Новосибирск: изд-во СО РАН. – 2016. – С. 284.Штерншис М. В., Беляев А. А., Цветкова В. П., Шпатова Т. В., Леляк А. А., Бахвалов С. А. Биопрепараты на основе бактерий рода Bacillus для управления здоровьем растений / монография // Новосибирск: изд-во СО РАН. – 2016. – С. 284.Леляк А. А. Штерншис М. В. Антагонистический потенциал сибирских штаммов Bacillus spp. в отношении возбудителей болезней животных и растений // Вестник Томского государственного университета. Биология. – 2014. – №. 1 (26). – С. 42-51.Леляк А. А. Штерншис М. В. Антагонистический потенциал сибирских штаммов Bacillus spp. в отношении возбудителей болезней животных и растений // Вестник Томского государственного университета. Биология. – 2014. – №. 1 (26). – С. 42-51.Singh R. P., Jha P. N. A halotolerant bacterium Bacillus licheniformis HSW-16 augments induced systemic tolerance to salt stress in wheat plant (Triticum aestivum) // Frontiers in plant science. – 2016. – V. 7. – P. 1890.Singh R. P., Jha P. N. A halotolerant bacterium Bacillus licheniformis HSW-16 augments induced systemic tolerance to salt stress in wheat plant (Triticum aestivum) // Frontiers in plant science. – 2016. – V. 7. – P. 1890.Шпатова Т. В., Штерншис М.В., Асатурова А.М., А.И. Хомяк Штаммы Bacillus thuringiensis с энтомопатогенными и антифунгальными свойствами // Биологическая защита растений – основа стабилизации агроэкосистем, выпуск 10, 2018.Шпатова Т. В., Штерншис М.В., Асатурова А.М., А.И. Хомяк Штаммы Bacillus thuringiensis с энтомопатогенными и антифунгальными свойствами // Биологическая защита растений – основа стабилизации агроэкосистем, выпуск 10, 2018.– С. 310.– С. 310.Калмыкова Г. В., Горобей И. М., Осипова Г. М. Перспективы использования Bacillus thuringiensis как биологического агента защиты растений // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. – 2016. – №. 4. – С. 12-19.Калмыкова Г. В., Горобей И. М., Осипова Г. М. Перспективы использования Bacillus thuringiensis как биологического агента защиты растений // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. – 2016. – №. 4. – С. 12-19.Каменек Л. К., Сатарова Т. А., Каменек Д. В., Терпиловский М. А. Антифунгальное действие ç- эндотоксина Bacillus thuringiensis в отношении возбудителя фитофтороза картофеля в полевых условиях и при хранении // Сельскохозяйственная биология. – 2011. – №. 1. – С. 112-117.Каменек Л. К., Сатарова Т. А., Каменек Д. В., Терпиловский М. А. Антифунгальное действие ç- эндотоксина Bacillus thuringiensis в отношении возбудителя фитофтороза картофеля в полевых условиях и при хранении // Сельскохозяйственная биология. – 2011. – №. 1. – С. 112-117.Бахвалов С. А. Цветкова В. П., Шпатова Т. В., Штерншис М. В., Гришечкина С. Д. Экологические взаимоотношения в системе: энтомопатогенная бактерия Bacillus thuringiensis-фитопатогенный гриб Rhizoctonia solani-растение-хозяин Solanum tuberosum // Сибирский экологический журнал. – 2015. – Т. 22. – №. 4. – С. 643-650.Бахвалов С. А. Цветкова В. П., Шпатова Т. В., Штерншис М. В., Гришечкина С. Д. Экологические взаимоотношения в системе: энтомопатогенная бактерия Bacillus thuringiensis-фитопатогенный гриб Rhizoctonia solani-растение-хозяин Solanum tuberosum // Сибирский экологический журнал. – 2015. – Т. 22. – №. 4. – С. 643-650.Backer R. et al. Plant growth-promoting rhizobacteria: context, mechanisms of action, and roadmap to commercialization of biostimulants for sustainable agriculture //Frontiers in plant science. – 2018. – V. 9. – P. 1473.Backer R. et al. Plant growth-promoting rhizobacteria: context, mechanisms of action, and roadmap to commercialization of biostimulants for sustainable agriculture //Frontiers in plant science. – 2018. – V. 9. – P. 1473.Горобей И.М., Калмыкова Г.В., Давыдова Н.В., Андреева И.В. Штаммы Bacillus thuringiensis с ростостимулирующей и фунгицидной активностью // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2018. – Т. 48. – № 6. – С. 5–12. DOI:10.26898/0370-8799-2018-6-1Горобей И.М., Калмыкова Г.В., Давыдова Н.В., Андреева И.В. Штаммы Bacillus thuringiensis с ростостимулирующей и фунгицидной активностью // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2018. – Т. 48. – № 6. – С. 5–12. DOI:10.26898/0370-8799-2018-6-1Доспехов Б. А. Методика полевого опыта. 5-е изд., доп. и перераб //М.: Книга по требованию. – 2012. – С. 350.Доспехов Б. А. Методика полевого опыта. 5-е изд., доп. и перераб //М.: Книга по требованию. – 2012. – С. 350.Зинченко В.А. Химическая защита растений: средства, технология и экологическая безопасность. – М.: «КолосС», 2012. 127 с.Зинченко В.А. Химическая защита растений: средства, технология и экологическая безопасность. – М.: «КолосС», 2012. 127 с.Frank J. A. et al. Comparison of tuberborne and soilborne inoculum in the Rhizoctonia disease of potato // Phytopathology. – 1980. – V. 70. – №. 5. – P. 1-53.Frank J. A. et al. Comparison of tuberborne and soilborne inoculum in the Rhizoctonia disease of potato // Phytopathology. – 1980. – V. 70. – №. 5. – P. 1-53.Шалдяева Е. М., Пилипова Ю. В. Ризоктониоз картофеля: склероциальный индекс // Защита и карантин растений. – 1999. – Т. 5. – С. 16-17.Шалдяева Е. М., Пилипова Ю. В. Ризоктониоз картофеля: склероциальный индекс // Защита и карантин растений. – 1999. – Т. 5. – С. 16-17.Сорокин О. Д. Прикладная статистика на компьютере. 2-е изд. Новосибирск: РПО СО РАСХН, 2012. 282 с.Сорокин О. Д. Прикладная статистика на компьютере. 2-е изд. Новосибирск: РПО СО РАСХН, 2012. 282 с.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.